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Kubernetes: Steuermann für Container-Technologie

Kubernetes hat sich neben „Docker Swarm“ und „Apache Mesos“ als die führende Plattform zum Orchestrieren von Containern durchgesetzt. Die Plattform wurde ursprünglich von Google entwickelt, um die Containerverwaltung der eigenen Infrastruktur zu optimieren. Heute läuft das Framework als Open-Source-Projekt der Cloud Native Computing Foundation (CNCF). Mehr als 80 Anbieter – darunter Microsofts Azure, IBM Cloud, Red Hats OpenShift, Amazons AWS und Oracles OCI – haben Kubernetes-Anwendungen im Portfolio. Managed Services in diesem Bereich werden zunehmend nachgefragt.

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Was ist Kubernetes?

Die Containertechnologie hat sich in den vergangenen Jahren immer stärker als Alternative zum Betrieb von zahlreichen virtuellen Servern nebeneinander durchgesetzt. Denn die virtuellen Betriebssysteme, Treiber und Systemdateien verursachen einen starken Overhead. Ein großer Teil der verfügbaren Ressourcen wird allein dadurch verbraucht, um die VMs zur Verfügung zu stellen. Sogenannte Container teilen sich die meisten Betriebssystemdateien mit dem Server, der die Container hostet. So können komplexe Datensysteme mit relativ geringem Ressourcenverbrauch betrieben werden. Die Funktionen komplexer Applikationen werden auf mehrere Container verteilt – beispielsweise indem die Datenbank in einem Container, das Web-Front-End in einem anderen und der Caching-Server in einem weiteren Container ausgeführt werden. Damit aus den Containern eine ablauffähige Anwendung wird, ist eine höhere Instanz notwendig. Eine solche Instanz stellt Kubernetes dar. Die Plattform ist also eine Art Steuermann oder Pilot.

Die Container-Technologie Kubernetes ist eine Art Steuermann der Container-Orchestrierung.

Wie funktioniert Kubernetes?

Kubernetes automatisiert die Verwaltung von Containern. Die kleinste Komponente in Kubernetes bezeichnet man als Pod. Ein Pod ist eine Container-Gruppe, die in einem Knoten auf einer VM verwaltet wird und so konzipiert ist, dass alle „Gruppenmitglieder“ problemlos miteinander kommunizieren können.

Kubernetes bietet verschiedene Tools an, die der Orchestrierung von Containern dienen. Die Plattform erleichtert das bedarfsorientierte Skalieren von Anwendungen, das Verwalten von dynamischen Änderungen an vorhandenen Container-Anwendungen und das Optimieren der zugrunde liegenden Hardware. Kubernetes ist erweiterbar und fehlertolerant, da Anwendungskomponenten nach Bedarf neu gestartet und systemübergreifend verschoben werden können. Die Plattform unterstützt also die Auswahl von Anwendungsframeworks, Sprachen, Überwachungs- und Protokollierungswerkzeugen.

Welche Vorteile bringt Kubernetes?

Kubernetes ermöglicht einen hohen Automatisierungsgrad, sorgt für eine bessere Verwaltung und eine vereinfachte Ausführung komplexer Operationen, und macht diese vor allem zuverlässiger. Das ist besonders nützlich, wenn Unternehmen für schnelle Deployments von IT-Diensten mehr Flexibilität in ihren Infrastrukturen benötigen. Das System kann Unternehmen dabei helfen, die Infrastrukturkosten zu senken, indem es eine containergestützte Architektur für ein Portfolio großer Unternehmensanwendungen ermöglicht.

Aber nicht nur die Senkung der Infrastrukturkosten macht das System so attraktiv für Unternehmen. Kubernetes setzt personelle Ressourcen frei, die an anderer Stelle sinnvoll eingesetzt werden können. Die Plattform unterstützt IT-Teams dabei, äußerst komplexe in zahlreiche Container geclusterte Anwendungen extrem effizient zu verwalten. Das System optimiert die Wartung von containergestützten Applikationen: Über intelligente Schnittstellenverwaltungen übernimmt Kubernetes beispielsweise die Serviceerkennung, hilft Containern, miteinander zu kommunizieren, und arrangiert den Zugriff auf Speicher von verschiedenen Anbietern wie AWS und Microsoft Azure.

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Glossar: Erklärung wichtiger Kubernetes-Begriffe

Apache Mesos
Open-Source-Projekt zur Verwaltung von Container-Clustern, das an der University of California, Berkeley, entwickelt wurde.

API
API steht für Application Programming Interface. Eine solche Schnittstelle, die auch bei Kubernetes zum Einsatz kommt, besteht aus mehreren Tools, Definitionen und Protokollen zur Entwicklung und Integration von Anwendungssoftware.

Container
Container dienen der Virtualisierung von Serverleistungen. Im Gegensatz zu virtuellen Maschinen beinhalten sie keine eigenen Betriebssysteme, sondern nutzen das Betriebssystem des Systems, auf dem sie installiert sind.

Docker Swarm
Ein Tool zur Container-Orchestrierung vom amerikanischen Technologieunternehmen Docker Inc., mit dem mehrere Container, die auf verschiedenen Host-Computern bereitgestellt werden, verwaltet werden können.

Pod
Die kleinste Einheit in Kubernetes wird in der Regel für den Betrieb eines einzelnen Primärcontainers eingerichtet, kann optional aber auch Funktionen auf weiteren Sidecar Containern ausführen.

Sidecar
Ein Sidecar startet weitere Container in einem bestehenden Pod, so dass dieser als Multicontainer Pod zum Einsatz kommt. Von einem Sidecar spricht man, wenn ein Hauptcontainer durch weitere Container, die auf Teile desselben Speichers zugreifen, ergänzt wird.

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